鱼眼透镜

摘要

本申请实施例提供一种鱼眼透镜，包括透镜主体，所述透镜主体的两个表面分别设置有多个柱形结构，其中，在每个表面中，所述多个柱形结构形成至少一个柱形结构区域，第i个柱形结构区域中各点与预设位置的距离在第i个距离范围内，所述预设位置为所述表面内的位置，所述i为大于或等于1的整数；在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，所述柱形结构的横截面的尺寸依次递减。本申请能够降低鱼眼透镜的厚度和重量，提高用户的体验。

权利要求

1.一种鱼眼透镜，其特征在于，包括透镜主体，所述透镜主体的两个表面分别设置有多个柱形结构，其中，

在每个表面中，所述多个柱形结构形成至少一个柱形结构区域，第i个柱形结构区域中各点与预设位置的距离在第i个距离范围内，所述预设位置为所述表面内的位置，所述i为大于或等于1的整数；

在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，所述柱形结构的横截面的尺寸依次递减；

所述两个表面的形状分别为圆形；

第1个柱形结构区域为以所述预设位置为原点的圆形区域；

所述至少一个柱形结构区域的数量大于或等于2，当i大于或等于2时，所述第i个柱形结构区域为环形区域；

各所述柱形结构区域的出射相位的变化范围为0‑2π；

在不同的柱形结构区域中，选取横截面尺寸的变化范围为40nm‑95nm的圆柱体柱形结构，对光线进行聚焦；

所述两个表面包括第一表面和第二表面，所述第一表面的半径小于所述第二表面的半径，所述第二表面的半径为所述第一表面半径的1.5倍。

2.根据权利要求1所述的鱼眼透镜，其特征在于，所述预设位置为所述表面的中心位置。

3.根据权利要求1所述的鱼眼透镜，其特征在于，所述柱形结构为圆柱体，所述横截面的尺寸为所述圆柱体的半径。

4.根据权利要求1所述的鱼眼透镜，其特征在于，所述柱形结构为方柱体，所述横截面的尺寸为所述方柱体的横截面的边长。

5.根据权利要求1所述的鱼眼透镜，其特征在于，所述透镜主体为超透镜。

6.根据权利要求1所述的鱼眼透镜，其特征在于，所述柱形结构的材质为如下任意一种：二氧化硅、多晶硅、非晶硅、三氧化二铝、氮化镓、氮化硅、二氧化钛。

说明书

鱼眼透镜

技术领域

[0001] 本申请涉及微纳光学成像领域，尤其涉及一种鱼眼透镜。

背景技术

[0002] 目前，多数终端设备（手机、电脑等）具有拍摄的功能，用户可以根据终端设备上的摄像装置拍摄图片或者视屏。

[0003] 在现有技术中，终端设备的摄像装置通常由鱼眼透镜构成，鱼眼透镜是一种具有超大视角的透镜（一般超过120°），由多个球面透镜组成的。根据球面透镜的材料和厚度，使
得不同位置的光传播对应的相位累计不同，进而实现对光传播方向的控制，使得光聚焦成
像。然而，通过上述方法确定得到的鱼眼透镜，重量、厚度和体积过大，在应用到实际产品
中，导致产品的体积和重量过大，不便于携带和使用，降低用户的体验。

发明内容

[0004] 本申请提供一种鱼眼透镜，降低了鱼眼透镜的厚度，在应用到实际产品中，可以减小产品的体积，提高了用户的体验。

[0005] 本申请实施例提供一种鱼眼透镜，包括透镜主体，所述透镜主体的两个表面分别设置有多个柱形结构，其中，

[0006] 在每个表面中，所述多个柱形结构形成至少一个柱形结构区域，第i个柱形结构区域中各点与预设位置的距离在第i个距离范围内，所述预设位置为所述表面内的位置，所述
i为大于或等于1的整数；

[0007] 在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，所述柱形结构的横截面的尺寸依次递减。

[0008] 在一种可能的实施方式中，第1个柱形结构区域为以所述预设位置为原点的圆形区域。

[0009] 在一种可能的实施方式中，所述至少一个柱形结构区域的数量大于或等于2，当i大于或等于2时，所述第i个柱形结构区域为环形区域。

[0010] 在一种可能的实施方式中，在每个表面中，所述多个柱形结构以网格的形式分布。

[0011] 在一种可能的实施方式中，所述预设位置为所述表面的中心位置。

[0012] 在一种可能的实施方式中，所述两个表面的形状分别为圆形。

[0013] 在一种可能的实施方式中，所述两个表面包括第一表面和第二表面，所述第一表面的半径小于所述第二表面的半径。

[0014] 在一种可能的实施方式中，所述柱形结构为圆柱体，所述横截面的尺寸为所述圆柱体的半径。

[0015] 在一种可能的实施方式中，所述柱形结构为方柱体，所述横截面的尺寸为所述方柱体的横截面的边长。

[0016] 在一种可能的实施方式中，所述透镜主体为超透镜。

[0017] 在一种可能的实施方式中，所述柱形结构的材质为如下任意一种：二氧化硅、多晶硅、非晶硅、三氧化二铝、氮化镓、氮化硅、二氧化钛。

[0018] 本申请实施例提供一种鱼眼透镜，包括透镜主体，透镜主体的两个表面分别设置有多个柱形结构，在每个表面中，多个柱形结构形成至少一个柱形结构区域，第i个柱形结
构区域中各点与预设位置的距离在第i个距离范围内，预设位置为表面内的位置，i为大于
或等于1的整数；在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，柱形结构的横截面的
尺寸依次递减，这样，可以实现对光传播方向的控制，使得光聚焦成像，进而降低了鱼眼镜
头的厚度，在应用到实际产品中，可以减小产品的体积，提高了用户的体验。

附图说明

[0019] 图1A为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜结构的剖视图；

[0020] 图1B为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜结构的俯视图；

[0021] 图2为本申请实施例提供的鱼眼透镜的工作原理示意图；

[0022] 图3为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜的柱形结构区域示意图；

[0023] 图4为本申请实施例提供的另一种鱼眼透镜的柱形结构区域示意图；

[0024] 图5为本申请实施例提供的一种圆柱体柱形结构示意图；

[0025] 图6为本申请实施例提供的一种方柱体柱形结构示意图；

[0026] 图7为本申请实施例提供的透镜主体的结构示意图；

[0027] 图8为本申请实施例提供的柱形结构横截面电磁场仿真示意图；

[0028] 图9为本申请实施例提供的出射电磁波相位和有效透过率随柱形结构的半径变化的示意图；

[0029] 图10为本申请实施例提供的一种成像系统结构示意图。

[0030] 附图标记：

[0031] 11：透镜主体；

[0032] 12：柱形结构；

[0033] 14：柱形结构区域；

[0034] 15：预设位置；

[0035] 21：第一表面；

[0036] 22：第二表面；

[0037] 23：聚焦面；

[0038] 24：光线；

[0039] 31：第一柱形结构区域；

[0040] 32：第二柱形结构区域；

[0041] 33：圆柱体柱形结构；

[0042] 34：方柱体柱形结构；

[0043] 35：网格；

[0044] 41：电场的偏振强度：

[0045] 42：曲线；

[0046] 43：曲线；

[0047] 51：管套；

[0048] 52：标准化的小型电荷藕合器件图像传感器；

[0049] 53：鱼眼透镜。

具体实施方式

[0050] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将
全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图
标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

[0051] 虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示
例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会
成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构
上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结
构上。

[0052] 用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部
分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”仅作为标记使用，不是
对其对象的数量限制。

[0053] 下面，通过具体实施例对本申请所示的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的内容，在不同的实施例中不再进行重
复说明。

[0054] 为了便于理解，通过图1A‑图1B对本申请实施例中的鱼眼透镜的结构进行详细说明。

[0055] 图1A为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜结构的剖视图。请参见图1A，包括透镜主体11，透镜主体11的两个表面分别设置有多个柱形结构12。其中，透镜主体11包括第一表
面21和第二表面22，柱形结构12设置于第一表面21和第二表面22上。在每个表面中，多个柱
形结构12形成至少一个柱形结构区域，例如，如图1A所示，在透镜主体第一表面21上，多个
柱形结构形成柱形结构区域1和柱形结构区域2，在透镜主体的第二表面22上，多个柱形结
构形成柱形结构区域1、柱形结构区域2和柱形结构区域3。第i个柱形结构区域中各点与预
设位置的距离在第i个距离范围内，预设位置为表面内的位置，其中，i为大于或等于1的整
数；在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，柱形结构12的横截面的尺寸依次递
减。

[0056] 可选的，第一表面21和第二表面22的形状为圆形。其中，第一表面21的半径小于第二表面22的半径。例如，第二表面22的半径可以为第一表面21半径的1.5倍。可选的，第一表
面21和第二表面22的形状可以为椭圆形、矩形或不规则图形。可选的，第一表面21和第二表
面22的形状可以不同。例如，第一表面21的形状可以为圆形，第二表面22的形状可以为椭圆
形。

[0057] 可选的，透镜主体11为超透镜，其中，透镜主体11可以为平面超透镜，也可以为弯曲的超透镜。透镜主体11的材料可以包括二氧化硅、三氧化二铝等。

[0058] 可选的，柱形结构12可以包括圆柱体和方柱体。其中，柱形结构12的材料可以包括如下任意一种：二氧化硅、多晶硅、非晶硅、三氧化二铝、氮化镓、氮化硅、二氧化钛。

[0059] 可选的，柱形结构12为圆柱体，横截面的尺寸为圆柱体的半径。柱形结构12为方柱体，横截面的尺寸为方柱体的横截面的边长。

[0060] 柱形结构12可以通过生长刻蚀的方式与透镜主体11的两个表面形成一个整体结构。例如，可以在透镜主体11的表面上生长一层二氧化硅膜，然后通过刻蚀的方式，在透镜
主体11的表面刻蚀出圆柱体的二氧化硅。

[0061] 图1B为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜结构的俯视图。请参见图1B，包括预设位置15、第一柱形结构区域31、第二柱形结构区域32和柱形结构12。多个柱形结构12可以形
成柱形结构区域。

[0062] 可选的，柱形结构区域的数量大于或等于2时，从第二个柱形结构区域开始，柱形结构区域为环形区域。例如，如图1B所示，多个柱形结构12形成第一柱形结构区域31和第二
柱形结构区域32，每个柱形结构12的高度相同，其中，第一柱形结构区域31为以预设位置15
为原点的圆形区域，半径为r1，第二柱形结构区域32为以预设位置15为原点的环形区域，大
半径为r2，第二柱形结构区域32的环宽为r2‑r1。

[0063] 预设位置15可以包括透镜主体11表面内的位置。可选的，预设位置15可以为表面的中心位置。

[0064] 第一柱形结构区域31中，各点与预设位置15的距离在第一距离范围内，其中，第一距离范围的最大距离为预设位置15到第一柱形结构区域31的边界的距离。例如，若预设位
置15到第一柱形结构区域31边界的距离为10mm，则第一距离范围为0mm‑10mm。在第二柱形
结构区域32中，各点与预设位置15的距离在第二距离范围内，其中，第二距离范围的最大距
离为预设位置15到第二柱形结构区域32的边界的距离，第二距离范围的最小距离为预设位
置15到第一柱形结构区域31的边界距离。例如，若预设位置15到第一柱形结构区域31边界
的距离为10mm，预设位置15到第二柱形结构区域32边界的距离为20mm，则第二距离范围为
10mm‑20mm。在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置15的方向，柱形结构12的横截面的
尺寸依次递减。例如，在第一个柱形结构区域中，离预设位置15的距离为10纳米的柱形结构
12的横截面尺寸为20纳米，那么离预设位置15的距离大于10纳米的柱形结构12的横截面尺
寸小于20纳米。

[0065] 本申请实施例提供一种鱼眼透镜，包括透镜主体，透镜主体的两个表面分别设置有多个柱形结构，在每个表面中，多个柱形结构形成至少一个柱形结构区域，第i个柱形结
构区域中各点与预设位置的距离在第i个距离范围内，预设位置为表面内的位置，i为大于
或等于1的整数；在每个柱形结构区域中，沿着远离预设位置的方向，柱形结构的横截面的
尺寸依次递减，这样，鱼眼透镜为平面超透镜时，依然可以实现对光传播方向的控制，使得
光聚焦成像，进而降低了鱼眼镜头的厚度，在应用到实际产品中，可以减小产品的体积，提
高了用户的体验。

[0066] 下面，结合图2，对鱼眼透镜的工作原理进行说明。

[0067] 图2为本申请实施例提供的鱼眼透镜的工作原理示意图。请参见图2，包括透镜主体11、光线24、聚焦面23和聚焦点A。鱼眼透镜的第一表面21和第二表面22上分布有多个柱
形结构12。可选的，每个柱形结构12的横截面的尺寸根据柱形结构12位置的变化而变化，柱
形结构12的位置可以根据柱形结构12和预设位置15进行确定。例如，可以根据柱形结构12
与预设位置15之间的距离，确定柱形结构12的位置。

[0068] 横截面的尺寸不同的柱形结构12可以对透过柱形结构12的光线24的出射相位进行不同的改变。可选的，横截面尺寸最大的柱形结构12的光线出射相位为0，横截面尺寸最
小的柱形结构12的光线出射相位为2π，可以在横截面尺寸范围内，通过设置不同横截面尺
寸的柱形结构12，对光线的出射相位进行控制。例如，如图2所示，当光线24照射到透镜主体
11的第一表面21时，第一表面21上的柱形结构12，根据不同的横截面的尺寸对光线24的相
位进行改变，使得光线24可以穿过透镜主体11。当光线24穿过透镜主体11，从透镜主体11的
第二表面22射出时，第二表面22上的柱形结构12，根据不同的横截面的尺寸对光的相位进
行改变，使得光线24可以聚焦于聚焦面23上的聚焦点A，进而可以实现平面超透镜对光线24
的聚焦。

[0069] 可选的，可以根据柱形结构12和鱼眼透镜的光轴确定柱形结构12的位置。例如，可以将柱形结构12与鱼眼透镜的光轴的距离，标识为柱形结构12的位置，鱼眼透镜的光轴是
一条参考线，该参考线经过鱼眼透镜的中心位置且垂直于鱼眼透镜。

[0070] 可选的，本申请实施例的鱼眼透镜可以工作于红外、太赫兹、微波波段和声波。

[0071] 本申请实施例中透镜主体的第一表面和第二表面上设置有横截面的尺寸不同的柱形结构，根据横截面的尺寸不同的柱形结构，对穿过柱形结构的光线的相位进行改变。当
光线穿过平面的鱼眼透镜时，鱼眼透镜上表面和下表面的柱形结构，可以对光线进行聚焦。
这样，在保证光线聚焦的前提下，降低了鱼眼镜头的厚度，在应用到实际产品中，可以减小
产品的体积，提高了用户的体验。

[0072] 下面，结合图3‑图4，对鱼眼透镜的柱形结构区域进行说明。

[0073] 图3为本申请实施例提供的一种鱼眼透镜的柱形结构区域示意图。请参见图3，包括柱形结构12、柱形结构区域14和网格35。多个柱形结构12形成一个柱形结构区域14，每一
个的高度相同，其中，柱形结构区域14为以预设位置15为原点的圆形区域。柱形结构区域14
中包括多个网格35，每个网格35中设置一个柱形结构12。可选的，网格可以为矩形、圆形和
其他不规则图形。可选的，若网格35的面积小于预设阈值时，网格中不设置柱形结构12。例
如，若柱形结构区域边界的网格面积为10平方纳米，若预设阈值为20平方纳米，则该网格内
不设置柱形结构。

[0074] 在该柱形结构区域14中，各点与预设位置15的距离在第一距离范围内，其中，第一距离范围的最大距离为预设位置15到柱形结构区域14边界的距离。例如，若预设位置15到
柱形结构区域14边界的距离为10mm，则第一距离范围为0mm‑10mm。

[0075] 如图3所示，不同位置的柱形结构12的横截面的尺寸不同，柱形结构12与预设位置15的距离越近，柱形结构12的横截面的尺寸越大，柱形结构12与预设位置15的距离越远，柱
形结构12的横截面的尺寸越小。

[0076] 可选的，在柱形结构区域14内，光线24穿过横截面尺寸最大的柱形结构12的出射相位为0，光线24穿过横截面尺寸最小的柱形结构12的出射相位为2π。由于柱形结构12在该
柱形结构区域14中，沿着远离预设位置15的方向，柱形结构12的横截面的尺寸依次递减，可
以实现光线24穿过柱形结构12时，光线24的出射相位的范围为0‑2π，进而可以使得光线24
聚焦于一点。

[0077] 可选的，柱形结构12可以为方柱体和圆柱体。可以根据不同横截面的尺寸的方柱体和圆柱体，对光线24出射的相位进行控制，使得光线24聚焦于一点。

[0078] 可选的，柱形结构区域14中可以包括圆柱体和方柱体。例如，在预设位置15的一侧的柱形结构12为圆柱体，在预设位置15的另一侧的柱形结构12为方柱体。

[0079] 图4为本申请实施例提供的另一种鱼眼透镜的柱形结构区域示意图。请参见图4，包括柱形结构12、第一柱形结构区域31、第二柱形结构区域32和网格35。如图4所示，多个柱
形结构12形成两个柱形结构区域14，每个柱形结构12的高度相同，其中，第一柱形结构区域
31为以预设位置15为原点的圆形区域，半径为r1，第二柱形结构区域32为以预设位置15为
原点的环形区域，大半径为r2，第二柱形结构区域32的环宽为r2‑r1。

[0080] 第一柱形结构区域31和第二柱形结构区域32中包括多个网格35，每个网格35中设置一个柱形结构12。可选的，网格可以为矩形、圆形和其他不规则图形。可选的，若网格35的
面积小于预设阈值时，网格中不设置柱形结构12。例如，若柱形结构区域边界的网格面积为
10平方纳米，若预设阈值为20平方纳米，则该网格内不设置柱形结构。

[0081] 如图4所示，在第一柱形结构区域31中，不同位置的圆柱体柱形结构的横截面的尺寸不同，柱形结构12与预设位置15的距离越近，柱形结构12的横截面的尺寸越大，柱形结构
12与预设位置15的距离越远，柱形结构12的横截面的尺寸越小。在第二柱形结构区域32中，
不同位置的柱形结构12的横截面的尺寸不同，柱形结构12与预设位置15的距离越近，柱形
结构12的横截面的尺寸越大，柱形结构12与预设位置15的距离越远，柱形结构12的横截面
的尺寸越小。

[0082] 可选的，第一柱形结构区域31的横截面尺寸最大的柱形结构12与第二柱形结构区域32的横截面尺寸最大的柱形结构12的横截面尺寸相同。第一柱形区域31的横截面尺寸最
小的柱形结构12与第二柱形结构区域32的横截面尺寸最小的柱形结构12的横截面尺寸相
同。

[0083] 可选的，由于光线24在不同横截面尺寸的柱形结构12的出射相位不同，出射相位随着柱形结构12横截面尺寸的递减而递增，但是由于出射相位的递增并非线性递增，因此，
不同柱形结构区域14中的柱形结构12数量不同。

[0084] 可选的，在第一柱形结构区域31和第二柱形结构区域32内，光线24穿过横截面尺寸最大的柱形结构12的出射相位为0，光线24穿过横截面尺寸最小的柱形结构12的出射相
位为2π。由于柱形结构12在该柱形结构区域14中，沿着远离预设位置15的方向，柱形结构12
的横截面的尺寸依次递减，可以实现光线24穿过柱形结构时，光线24的出射相位的范围为
0‑2π，进而可以使得光线24聚焦于一点。

[0085] 可选的，柱形结构12可以为方柱体和圆柱体。可以根据不同高度的方柱体和圆柱体，对光线24出射的相位进行控制，使得光线24聚焦于一点。

[0086] 可选的，柱形结构区域14中可以包括圆柱体和方柱体。例如，在预设位置15的一侧的柱形结构12为圆柱体，在预设位置15的另一侧的柱形结构12为方柱体。

[0087] 可选的，在图4所示的鱼眼透镜的柱形结构区域中，柱形结构12可以为横截面的尺寸相同，高度不同的柱形结构12，在第一柱形结构区域31和第二柱形结构区域32内，柱形结
构12与预设位置15的距离越近，柱形结构12的高度越低，柱形结构12与预设位置15的距离
越远，柱形结构12的高度越高。光线24穿过高度最高的柱形结构12的出射相位为0，光线24
穿过高度最低的柱形结构12的出射相位为2π。由于柱形结构12在第一柱形结构区域31和第
二柱形结构区域32中，沿着远离预设位置15的方向，柱形结构12的高度依次递增，可以实现
光线24穿过柱形结构12时，光线24的出射相位的范围为0‑2π，进而可以使得光线24聚焦于
一点。

[0088] 可选的，柱形结构12可以形成多个柱形结构区域14，从第二个柱形结构区域32开始，柱形结构区域14为环形区域，每一个柱形结构区域14中，光线24出射相位的变化范围为
0‑2π。

[0089] 下面，结合图5‑图6，对柱形结构进行说明。

[0090] 图5为本申请实施例提供的一种圆柱体柱形结构示意图。请参见图5，包括圆柱体柱形结构33和网格35。P为圆柱体柱形结构33的网格35的边长，h为圆柱体柱形结构33的高，
r为圆柱体柱形结构33的截面半径。可选的，圆柱体柱形结构33的网格35的边长、圆柱体柱
形结构33的高度、圆柱体柱形结构33的半径可以根据柱形结构12和透镜主体11的材料确
定。如表1所示：

[0091] 表1

[0092]

[0093] 需要说明的是，表1只是以示例的形式示意根据柱形结构12和透镜主体11的材料，确定圆柱体柱形结构33的网格35的边长、圆柱体柱形结构33的高度、圆柱体柱形结构33的
半径，并非对圆柱体柱形结构33的网格35的边长、圆柱体柱形结构33的高度、圆柱体柱形结
构33的半径的限定。

[0094] 可选的，可以根据如下公式确定柱形结构12的高度：

[0095]

[0096] 其中  为电磁波的出射相位值， 为柱形结构材料的有效折射率，h为柱形结构12的高度，为电磁波的频率，c为真空中的光速。

[0097] 可选的，在边长为P的网格35范围内，只有一个圆柱体柱形结构33。可以根据网格35的边长，确定圆柱体柱形结构33的数量。例如，可以根据第一表面21的面积与每个晶格的
面积的比值，确定第一表面21中圆柱体柱形结构33的数量。

[0098] 可选的，圆柱体柱形结构33的高度可以为固定的高度，根据不同圆柱体柱形结构33的横截面的尺寸，控制光线24的出射相位。

[0099] 图6为本申请实施例提供的一种方柱体柱形结构示意图。请参见图6，包括方柱体柱形结构34和网格35。P为方柱体柱形结构34的网格35的边长，h为方柱体柱形结构34的高，
a为方柱体柱形结构34的边长。可选的，方柱体柱形结构34的网格35的边长、方柱体柱形结
构34的高度、方柱体柱形结构34的边长可以根据柱形结构12和透镜主体11的材料确定。如
表2所示：

[0100] 表2

[0101]

[0102] 需要说明的是，表2只是以示例的形式示意根据柱形结构12和透镜主体11的材料，确定方柱体柱形结构34的网格35的边长、方柱体柱形结构34的高度、方柱体柱形结构34的
半径，并非对方柱体柱形结构34的网格35的边长、方柱体柱形结构34的高度、方柱体柱形结
构34的边长的限定。

[0103] 可选的，在边长为P的网格35范围内，只有一个方柱体柱形结构34。可以根据网格35的边长，确定方柱体柱形结构34的数量。例如，可以根据第一表面21的面积与每个晶格的
面积的比值，确定第一表面21中方柱体柱形结构34的数量。

[0104] 可选的，方柱体柱形结构34的高度可以为固定的高度，根据不同方柱体柱形结构34的横截面的尺寸，控制光线24的出射相位。

[0105] 下面，结合图7对透镜主体11的结构进行说明。

[0106] 图7为本申请实施例提供的透镜主体的结构示意图。请参加图7，包括透镜主体11和柱形结构区域14。透镜主体11的表面可以形成柱形结构区域14，透镜主体11可以包括平
面超透镜、弯曲的超透镜，透镜主体11的形状可以包括圆形、方形和其他不规则的多边形。

[0107] 可选的，透镜主体11的材料可以包括二氧化硅、三氧化二铝等材料。平面的超透镜可以降低鱼眼透镜厚度，在应用到实际产品中，可以减小产品的体积，提高了用户的体验。

[0108] 下面，结合图8‑图9对柱形结构的横截面尺寸的选取进行说明。

[0109] 图8为本申请实施例提供的柱形结构横截面电磁场仿真示意图。请参见图8，包括柱形结构12半径为60nm、柱形结构12半径为80nm和柱形结构12半径为95nm的电磁场仿真示
意图。仿真示意图中包括鱼眼透镜的主体、柱形结构12和电场的偏振强度41。x方向线偏振
的平面波沿着z轴正方向传播，Ex表示x方向的电场分量，Hy表示y方向的磁场分量。半径为
60nm的柱形结构12、半径为80nm的柱形结构12和半径为95nm的柱形结构12具有不同的电磁
场响应，即，半径不同的柱形结构12，电磁波的出射相位不同。

[0110] 图9为本申请实施例提供的出射电磁波相位和有效透过率随柱形结构12的半径变化的示意图。进行仿真实验的鱼眼透镜的主体的厚度为2mm，第一表面21的面积为6mm，第二
表面22的面积为8mm，柱形结构12为圆柱体，高度为350nm，柱形结构12的横截面尺寸的变化
范围为45nm‑100nm。请参见图9，横轴为横截面尺寸，左纵轴为有效透过率，右纵轴为出射相
位，曲线42为出射相位与横截面尺寸的变化关系曲线，曲线43为有效透过率与横截面尺寸
的变化关系曲线。

[0111] 如图9所示，柱形结构12的半径变大时，电磁波的出射相位会非线性的单调递减。当半径大小由40nm变为95nm时，有效透过率变化很小，且一直维持在比较高的状态，显示了
此全介质超表面的高透过率的特性，并且相位变化覆盖了0‑2π的范围，从而可以实现对于
出射电磁波相位的任意操控。

[0112] 可选的，可以在不同的柱形结构区域14中，选取横截面尺寸的变化范围为40nm‑95nm的柱形结构，对光线24进行聚焦。

[0113] 可选的，可以固定柱形结构12的横截面尺寸，选取不同高度的柱形结构12对光线24进行聚焦。

[0114] 下面，结合图10对本申请鱼眼透镜所适用的成像系统进行说明。

[0115] 图10为本申请实施例提供的一种成像系统结构示意图。请参见图10，包括鱼眼透镜53、管套51、标准化的小型电荷藕合器件图像传感器52和光线24。其中，鱼眼透镜53和标
准化的小型电荷耦合器件图像传感器52通过管套51连接，光线经过鱼眼透镜表面的作用，
成像于焦平面。

[0116] 可选的，可以将两个鱼眼透镜背靠背实现360度的全景成像系统。可选的，鱼眼透镜可适用于内窥镜镜头、内窥镜、单反镜头等。

[0117] 本申请实施例还提供一种摄像装置，摄像装置中包括上述成像系统。例如，摄像装置可以包括单反相机。

[0118] 本申请实施例还提供一种电子设备，电子设备中包括上述成像系统。例如，电子设备可以为：手机、电脑。

[0119] 本申请实施例还提供一种车载系统，车载系统中包括上述成像系统。例如，车载系统可以为：车载雷达成像系统。

[0120] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员
应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者
全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申
请实施例方案的范围。